ورود خودروهای جدید به بازار کشور چه از نوع وارداتی و چه مونتاژی، همواره با عرضه برخی ویژگی‌ها و امکانات رفاهی و ایمنی نوین همراه خواهد بود که منطبق بر استانداردهای روز صنعت خودروسازی جهان است. یکی از این ویژگی‌ها که در چند سال اخیر بر خودروهای چینی مونتاژی روز و وارداتی‌ها جدید ارائه می‌شود، ترمز پارک برقی یا ترمز اضطراری برقی یا همان E-Brake با عملکرد برقی است.
ترمز پارک برقی همان مکانیزم ترمز دستی سابق است که در خودروهای نوین امروزی با مکانیزم هوشمند الکترومکانیکی (الکتریکی-مکانیکی) ادغام شده و برخی قابلیت‌های تازه را در اختیار راننده قرار می‌دهد.
سرآغاز ترمز دستی
ترمز دستی که در واقع با نام صحیح ترمز اضطراری یا ترمز پارک شناخته می‌شود، به هیچ عنوان جدید نیست. این سیستم به عنوان یک سیستم ایمنی ثانویه یا Fail-Safe در خودروهای گیربکس دستی و اتوماتیک در همان دوران آغازین تولید انبوه خودروها عرضه شد. وظیفه این سیستم، قفل کردن چرخ‌ها و تضمین در ثبات حرکتی خودرو به هنگام پارک است.
در خودروهای دارای گیربکس دستی، از قرار دادن گیربکس در یک دنده به هنگام خاموش بودن به عنوان اقدام ایمنی برای جلوگیری از حرکت ناخواسته خودرو یاد می‌شود. این مهم در گیربکس های اتوماتیک معمولا با قفل شدن یک زبانه مکانیکی بر روی دنده پارک گیربکس محقق می‌شود. با این حال هیچ یک از این دو اقدام کافی نیست و به همین دلیل ترمز اضطراری یا ترمز پارک به عنوان یک سیستم بسیار ساده، مطمئن و کم‌هزینه و همچنین یک ویژگی استاندارد و اجباری به صنعت خودروسازی افزوده شد تا ضمن تقسیم فشار بر قطعات مکانیکی خودرو، به عنوان یک سیستم ایمنی ثانویه بر پایداری شرایط ایستایی خودرو بیفزاید.
مزیت بسیار بزرگ و بسیار مهم سیستم ترمز پارک آن است که به دلیل داشتن ذات کاملا مکانیکی (دارای مکانیزم سیمی و غیر هیدرولیک)، هم می‌تواند به عنوان سیستم کنترل حرکت خودرو در سربالایی (برای کمک به نیم کلاچ کردن و عدم پس زدن خودرو) استفاده شود و هم در صورت بروز نقص در سیستم هیدرولیک ترمزهای اصلی، به عنوان یک سیتم ثانویه نقشی اساسی در کاهش سرعت و افزایش کنترل بر وسیله نقلیه بازی کند.
انواع ترمز پارک از نظر مکانیزم
مکانیزم ترمزهای اضطراری را می‌توان بر حسب نوع طراحی فنی و نحوه به کارگیری، به چند نمونه تقسیم کرد. از دیدگاه نحوه عملکرد، سیستم ترمز پارک دارای ۵ نوع مکانیکی دستی، مکانیکی پایی، بادی، هیدرولیک و الکترومکانیکی است. اما از دیدگاه نوع طراحی فنی، این سیستم به ۳ نمونه کاسه‌ای، دیسکی و گاردانی تقسیم‌بندی می‌شود. مستقل از شیوه طراحی و نحوه استفاده، فشار ترمز پارک معمولا بر چرخ‌های محور عقب خودروها اعمال می‌شود. در مواردی نادر نظیر محصولات برند سیتروئن، این فشار می‌تواند بر چرخ‌های محور جلو یا حتی بر میل گاردان نیز عمل کند.
در نتیجه نحوه عملکرد سیستم ترمز پارک بر اساس نوع استفاده به شرح زیر است:
مکانیزم مکانیکی دستی
رایج‌ترین نحوه عملکرد ترمز پارک در صنعت خودروسازی، نوع اهرمی مکانیکی دستی است. در این مدل راننده با اعمال نیرو بر یک اهرم، سیم ترمز پارک را تحت فشار قرار داده و موجب بروز فشار بر لنت‌های ترمز می‌شود.
مکانیزم مکانیکی پایی
از دیدگاه طراحی و عملکرد، این سیستم هیچ تفاوتی با نمونه دستی ندارد. تنها تمایز در شیوه اعمال نیروی ترمز است که در این مدل با اهرم قرار گرفته در زیر پا (در کنار سایر پدال‌ها) انجام می‌گیرد.
مکانیزم بادی
نمونه بادی ترمز پارک بدون شک منحصر به حوزه خودروهای تجاری و سنگین است که سیستم ترمز اصلی آن‌ها بر اساس مجموعه نئوماتیکی (Pneumatic) یا بادی سیستم ترمز (به جای نمونه رایج هیدرولیکی) عمل می‌کند. در این نوع سیستم ترمز، خلا و نبود فشار باد موجب درگیری ترمزها می‌شود. پس سیستم ترمز پارک تنها با خالی کرد فشار باد موجود در انباره باد سیستم ترمزها به کمک یک شیر مکانیکی یا الکتریکی، موجب درگیر شدن سیستم ترمز شده و با برقراری دوباره فشار باد در انباره، سیستم از فشار ترمز رها می‌شود.
مکانیزم هیدرولیک
شیوه طراحی این مکانیزم دقیقا مشابه سیستم ترمز اصلی خودرو است. در نتیجه از یک پمپ ترمز مَستر (پمپ ترمز Master یا اصلی یا پمپ ترمز بالا) قرار گرفته بر اهرم ترمز و یک پمپ ترمز اِسلِیو (پمپ Slave یا پمپ ترمز ثانویه) قرار گرفته بر چرخ تشکیل می‌شود. تنها تفاوت در آن است که نیروی ترمز در این مکانیزم از سوی پا یا دست راننده بر آن اعمال شده و فاقد توان مضاعف سیستم کمکی (بوستر) خودرو است. این مکانیزم به دلیل طول عمر نسبتا پایین و احتمال نشت کردن روغن ترمز، دارای ضریب ایمنی کم‌تر است. در نتیجه تنها روی خودروهای اسپرت، مسابقه‌ای و دست‌ساز استفاده شده و کاربرد تولید انبوه ندارد.
مکانیزم الکترومکانیکی
این نمونه از سیستم ترمز پارک حاصل ترکیب مکانیزم دستی یا پایی با سیستم الکتریکی ساده یا دارای کنترل کامپیوتری است. به این ترتیب که در سیستم ترمز پارک برقی فشار لازم برای درگیر کردن سیستم ترمز به جای پا یا دست، از سوی یک موتور الکتریکی تامین می‌شود که با فشار یک کلید فعال شده یا سیستم کامپیوتری خودرو عملکرد آن را تحت نظر دارد.
انواع ترمز پارک از نظر نوع ترمز
در این مرحله باید به بررسی شیوه طراحی سیستم ترمز پارک و قطعات آن بپردازیم. اگرچه سیستم ترمز پارک بر روی ترمزهای دیسکی نیز قابل اجرا است، اما این سیستم حتی در خودروهای مدرن نیز معمولا از نوع کاسه‌ای است. اما چرا؟ دلیل آن است که از دیدگاه بازده و توان ترمزگیری، ترمز کاسه‌ای به ترمز دیسکی برتری دارد. بنابراین به دلیل کم‌فشار بودن سیستم ترمز اضطراری (در مقایسه با فشار ترمزگیری سیستم هیدرولیکی استاندارد)، بهتر است که از نوع قدرتمندتر کاسه‌ای استفاده شود.
مکانیزم دیسکی
این مکانیزم از کالیپر ترمز استاندارد تک پیستون خودرو برای اعمال نیروی ترمز هیدرولیکی و مکانیکی به صورت همزمان استفاده می‌کند. به این ترتیب که یک کالیپر استاندارد ترمز هم برای سیستم ترمز هیدرولیکی اصلی و هم برای سیستم ترمز پارک مکانیکی استفاده می‌شود. اما به دلیل افزایش پیچیدگی طراحی، حفظ و نگهداری خودرو، معمولا شاهد گستردگی این نوع سیستم ترمز پارک نخواهیم بود. در بسیاری از موارد و مخصوصا در خودروهای اسپرت گران‌قیمت که از کالیپر ترمز چند پیستون بهره می‌گیرند، یک کالیپر کوچک‌تر ثانویه از نوع تمام مکانیکی در کنار کالیپر هیدرولیک سیستم ترمز اصلی روی دیسک نصب می‌شود که وظیفه آن اعمال فشار نیروی ترمز پارک بر دیسک ترمز است.
مکانیزم کاسه‌ای
مستقل از این که ترمزهای اصلی خودرو از نوع دیسکی باشد یا کاسه‌ای، مکانیزم ترمز اضطراری به صورت کاسه‌ای طراحی می‌شود. اگر سیستم ترمز محور عقب به صورت استاندارد از نوع کاسه‌ای باشد، سیستم ترمز پارک در ترکیب اجزای آن گنجانده شده و در کنار سیستم هیدرولیکی ایفای نقش می‌کند. اگر سیستم ترمز از نوع دیسکی باشد، فضای درونی دیسک ترمز به عنوان یک مجموعه کاسه‌ای و صرفا برای سیستم ترمز پارک در نظر گرفته می‌شود. در این صورت کالیپر ترمز سیستم هیدرولیک هیچ ارتباط مکانیکی و فنی با لنت‌های سیستم کاسه‌ای ترمز پارک ندارد و به عنوان دو سیستم کاملا مستقل از هم عمل می‌کنند. این نوع طراحی فنی رایج‌ترین نمونه به‌کاررفته در خودروهای تولید انبوه امروزی صنعت خودروسازی جهان است.
مکانیزم گاردانی
این نوع طراحی فنی مربوط به خودروهای قدیمی، مخصوصا نمونه خودروهای دو دیفرانسیل آفرودی تولیدی پیش از دهه ۱۹۷۰ میلادی است. از آنجایی که نصب سیستم ترمز بر روی گاردان خودرو نیازمند فضای کافی در زیر اتاق و کف خودرو است، این سیستم در خودروهای سواری کاربرد ندارد. در این سبک طراحی، دیسک یا کاسه ترمز بر روی گاردان عقب خودرو نصب شده و مکانیزم ترمز پارک بر روی آن عمل می‌کند. دسترسی دشوار به مجموعه فنی و همچنین عدم تامین نیروی ایستایی کافی در این سبک طراحی فنی موجب شد تا خودروهای آفرودی جدیدتر نیز به استفاده از سیستم‌های دیسکی و کاسه‌ای امروزی روی آورند. در نتیجه ترمز پارک گاردانی امروزه در هیچ خودرو مدرن تولید انبوهی استفاده نمی‌شود.
ترمز پارک برقی چیست؟
حالا که با انواع مختلف طراحی ترمز پارک و شیوه‌های مختلف عملکرد آن آشنا شدیم، بهتر است به موضوع اصلی مقاله یعنی سیستم ترمز پارک برقی بازگردیم. ترمز پارک برقی برای اولین بار در سال ۲۰۰۱ و در بی ام و سری ۷ (E65) به بازار عرضه شد که از ساده‌ترین نمونه آن، یعنی جایگزینی یک موتور و گیربکس برقی کوچک برای اعمال نیروی کششی روی سیم‌های فولادی ترمز دستی تشکیل شده بود.
انواع ترمز پارک برقی
در عمل دو نمونه مختلف برای طراحی و اجرای سیستم ترمز پارک برقی وجود دارد. نمونه اول همانند E65 بی ام و، استفاده از یک موتور و گیربکس برای اعمال نیرو بر سیم‌های فولادی سیستم ترمز پارک است. اما نمونه دوم استفاده از دو موتور الکتریکی مستقیما بر روی کالیپرهای ترمز است که تحت عنوان MoC یا Motor on Caliper (موتور بر روی کالیپر) شناخته می‌شود. این نوع طراحی در سال ۲۰۰۳ و از سوی شرکت آئودی در مدل A8 به بازار ارائه شد.
مزایا و معایب ترمز پارک برقی
حالا چه اصراری در استفاده از ترمز پارک برقی وجود دارد؟ مگر انواع ترمز اضطراری مکانیکی برای تضمین توقف خودرو در هنگام پارک کافی نبود؟ دلیل آن است که استفاده از ترمز پارک برقی با کنترل کامپیوتری به راننده قابلیت بسیار مهمی عرضه می‌کند که رانندگی و استفاده از خودرو در سناریوهای خاص را به مراتب راحت‌تر می‌سازد.
مزایای ترمز پارک برقی
بسیاری از خودروسازان امروزی در محصولات جدید خود که از سیستم ترمز پارک برقی بهره می‌گیرند، به هنگام توقف کامل خودرو درگیر شده و تا زمان فشردن پدال گاز آزاد نمی‌شود. این کنترل کامپیوتری موجب می‌شود خودرو در سربالایی پس نزده و همچنین راننده را قادر می‌سازد تا عمل نیم‌کلاچ در شیب زیاد را با اطمینان خاطر بسیار بیشتر انجام دهد. این ویژگی در صنعت خودروسازی با نام سیستم کمک حرکت در سربالایی یا Hill Ascend Control یا HAC شناخته می‌شود که یک آپشن ایمنی به حساب می‌آید و بر انواع خودروهای اتوماتیک و دستی ارائه می‌شود. این سیستم ممکن است با نام‌های دیگر نظیر Hill Hold Control و Hill Hold Assist و Hill-Start Assist نیز خطاب شود.
اگرچه ویژگی کنترل حرکت در سربالایی یک قابلیت نسبتا جدید و مختص به خودروهای تولید پس از سال‌های ۲۰۰۰ به حساب می‌آید، اما این این ویژگی در حقیقت در دهه ۱۹۳۰ میلادی و در نمونه‌های مکانیکی از سوی شرکت آمریکایی وَگنِر الکتریک (Wagner Electric) به بازار معرفی و از سوی شرکت مشهور بَندیکس (Bandix Brakes) به تولید رسید. برندهای خودروسازی آمریکایی چون استیودبیکر، هادسِن و نَش از نسخه‌های ابتدایی این آپشن بهره گرفتند.
معایب ترمز پارک برقی
بدون تردید هیچ قابلیت جدید بدون عوارض و نقص نخواهد بود. سیستم ترمز پارک برقی نیز با ایرادهای منحصر به خود همراه است.
از دیدگاه نگهداری، سرویس و تنظیم دوره‌ای این سیستم با پیچیدگی بیشتری همراه است که انجام آن از سوی نمایندگی رسمی و مکانیک خبره انجام می‌شود.
کنترل عملکرد ترمز پارک برقی به هنگام از کار افتادن ترمز اصلی کاری به مراتب دشوارتر و خارج از کنترل راننده است.
پیچیدگی فنی بیشتر به معنای احتمال بروز خرابی بیشتر در سیستم و صرف هزینه‌های مضاعف است.
همچنین وجود ترمز پارک برقی به معنای عدم قابلیت اجرای حرکات نمایشی رایجی است که در خودروها به کمک ترمز دستی (ترمز پارک مکانیکی) انجام می‌شود.
بنا بر این در اختیار داشتن آپشن HAC به عنوان محصول جانبی ترمز دستی برقی، با معایب منحصر به خود همراه خواهد بود و این مهم یک موضوع غیر قابل اجتناب به حساب می‌آید.
نویسنده: شهاب انیسی
